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    在印刷后道裁單張、帶色標切，金屬加工的開卷校平線上有定長裁切、瓦楞紙橫切、造紙后道裁切等裁切系統中都會用到貝加萊ACOPOS伺服驅動器的CAM功能，采用伺服裁切的方式被稱為電子軸裁切，也叫Cross Cutter。

一、應用方案

    貝加萊裁切方案即可作為主機的一個獨立單元，例如：在柔版印刷中可以由主控來控制裁切伺服系統工作，也可以構成一個獨立的裁切系統，例如，這里，我們可以采用貝加萊PP35作為控制器來控制一個伺服驅動器進行的裁切控制。

二、產品簡介

    1 ）PP35是貝加萊提供的一個非常適合小型機器控制的集成控制器，它有160*80灰度顯示，并且有非常美觀設計的按鈕可供操作之用，另外，它的背面還有16點DI和16點DO，并且可以通過CAN總線方式連接伺服驅動器、第三方變頻器等，是一個經濟型的緊湊控制方案。

    2）ACOPOS伺服驅動器不同于普通伺服驅動器的功率放大功能，它是一個內部集成了很多功能塊可供調用的智能型伺服驅動器，例如：電子齒輪、電子凸輪、虛擬主軸等均包含在驅動器內。因此，ACOPOS本身就具有很強的運算功能，而PP35需要提供的就是裁切參數，例如：裁切尺寸、裁切速度等，而ACOPOS可以據此自行計算加減速曲線和同步區間等關鍵運行曲線的計算。

    另外ACOPOS還有兩個很重要的特點對于裁切非常重要：

    A．掛接異步電機構成異步伺服系統，對于動態響應要求不高的場合，例如瓦楞紙橫切，則可以使用異步電機來達到系統的柔性和效率，但是，卻可以降低成本。

    B．可掛接多個編碼器，通常的裁切系統是跟隨外部的一個速度，而這個速度由一個編碼器給出，ACOPOS伺服驅動器支持最大三個編碼器輸入，并且可支持增量式、旋轉編碼器、絕對式編碼器等。

    這兩個特點使得ACOPOS伺服驅動器具有了很大的適應范圍。

三、裁切方案描述

    1.定義：裁切長度為L,刀輥周長為C，裁切線速度V

    2.速度同步：通常為了保證裁切的精度，在刀尖與裁切的紙張進行接觸時，必須保證刀尖的線速度與紙的線速度一致，才不會因為速度差而造成對裁切品的搓拉錯位造成誤差。

    3.編碼器輸入：線速度測量的編碼器可以直接接入到ACOPOS的第二個編碼器模塊，與伺服電機的編碼器在驅動器內部進行直接比較，由于是在驅動器內直接比較，因此系統的響應速度非常快。

    4.電子凸輪曲線CAM
 

    如圖所示，在刀輥的周長上被劃分為同步區域和非同步區域，設置了同步起始位置、切割位置、同步結束位置、參考點位置、加速位置，這些都是根據線速度V和裁減長度L、刀輥周長C等由系統自動計算的結果。

    ACOPOS 的CAM支持高達6階的曲線描繪能力，使得系統曲線光滑平穩，無沖擊，保障了裁切的精度和機械系統的最小沖擊。

    5.裁切工況

    a)當L=C時，則系統按照勻速加工，可以理解為電子凸輪曲線的階次為0

    b)當L>C時，則在裁切完成后，刀輥減速運行等待第二次裁切；

    c)當L<C時，則裁切完成后，刀輥加速運行等待第二次裁切；
 

    應用效果：在瓦楞紙橫切中可以達到220m/min的裁切速度，裁切精度達到+/-0.5mm，而在印后裁切中精度可以達到+/-0.15mm，在鋼板定長切中也可以達到+/-0.2mm的精度，速度則根據客戶應用情況而不同，衡量裁切系統速度的指標主要集中在對最小裁切尺寸的裁切速度上，而在這個方面ACOPOS的表現也是非常優秀。

四、方案優點

    這種方案的優點在于：

    1. 降低成本：雖然增加了伺服系統的成本，但是，傳統的機械裁切方式是采用與裁切尺寸相同的裁切刀輥來實現的，對于裁切尺寸變化不大的加工而言，這并不會增加太多成本，但是，對于裁切尺寸變化比較大，則需要儲備很多刀輥， 而采用伺服方式則只需要一個刀輥，這樣就降低了刀輥的成本。

    2. 生產柔性：通過設定裁切尺寸，系統自動計算運動曲線，從而實現一個刀輥對不同尺寸的裁切，而無須更換刀輥，系統的生產柔性-即適應的裁切范圍被擴大了。

    3. 生產速度：生產速度不僅包含伺服可以更高的速度來裁切，而且也包括對訂單切換而造成的換裝時間的降低。

    4. 由于貝加萊ACOPOS伺服驅動器采用了電流前饋技術使得在裁切之前已經能夠給出電流值，使得PID計算能夠快速的達到穩定狀態，不僅精度得到保障，而且也降低了機械沖擊。

    5. ACOPOS支持多編碼器及異步伺服系統，適應的應用范圍光。

五、CAM應用擴展

    除了如上所介紹的應用外，ACOPOS的CAM功能也可以擴展到更多的應用領域及應用狀況，例如：園壓圓模切、圓壓圓燙金系統的動作也是需要一個同步區域進行模切、燙金。不干膠標簽印刷的同步控制等諸多應用中，也會使用到電子凸輪CAM功能。

    在紡織機械中電子凸輪細紗機、包裝機械的連續灌裝動作、立式包裝的橫切熱封動作、金屬加工中的彈簧變徑加工、剪板折彎等中都會使用到CAM功能。

作者信息：

    宋華振   貝加萊工業自動化（上海）有限公司

參考網站：www.br-automation.cn